Вибір ідеального лазерного джерела: напівпровідниковий лазер з крайовою емісією. Частина перша

Вибір ідеалуджерело лазера: крайовий емісійний напівпровідниковий лазер
1. Вступ
Напівпровідниковий лазерМікросхеми поділяються на лазерні чіпи з крайовим випромінюванням (EEL) і лазерні чіпи з вертикальним резонатором (VCSEL) відповідно до різних виробничих процесів резонаторів, а їхні конкретні структурні відмінності показано на малюнку 1. Порівняно з лазером з вертикальним резонатором, що випромінює поверхню, Випромінюючий напівпровідниковий лазерний розвиток технології є більш зрілим, з широким діапазоном довжин хвиль, високимелектрооптичнийефективність перетворення, велика потужність та інші переваги, дуже придатні для лазерної обробки, оптичного зв'язку та інших полів. В даний час напівпровідникові лазери з крайовим випромінюванням є важливою частиною оптоелектронної промисловості, і їх застосування охоплює промисловість, телекомунікації, науку, споживачів, військову та аерокосмічну промисловість. З розвитком і прогресом технології потужність, надійність і ефективність перетворення енергії напівпровідникових лазерів з крайовим випромінюванням значно покращилися, і перспективи їхнього застосування стають все більш широкими.
Далі я підкажу вам ще більше оцінити унікальний шарм бічного випромінюваннянапівпровідникові лазери.

Рисунок 1 (ліворуч) напівпровідниковий лазер із боковим випромінюванням і структурна схема лазера з вертикальним випромінюванням поверхні резонатора (справа)

2. Принцип роботи напівпровідника з крайовою емісієюлазер
Структуру напівпровідникового лазера з крайовим випромінюванням можна розділити на наступні три частини: напівпровідникова активна область, джерело накачування та оптичний резонатор. На відміну від резонаторів поверхнево-випромінюючих лазерів з вертикальним резонатором (які складаються з верхнього та нижнього бреггівських дзеркал), резонатори напівпровідникових лазерних пристроїв з крайовим випромінюванням в основному складаються з оптичних плівок з обох сторін. Типова структура пристрою EEL і структура резонатора показані на малюнку 2. Фотон у напівпровідниковому лазерному пристрої з крайовою емісією посилюється шляхом вибору моди в резонаторі, і лазер формується в напрямку, паралельному поверхні підкладки. Напівпровідникові лазерні пристрої з крайовим випромінюванням мають широкий діапазон робочих довжин хвиль і підходять для багатьох практичних застосувань, тому вони стають одним з ідеальних джерел лазера.

Індекси оцінки продуктивності напівпровідникових лазерів з крайовим випромінюванням також узгоджуються з іншими напівпровідниковими лазерами, включаючи: (1) довжину хвилі лазерного випромінювання; (2) Пороговий струм Ith, тобто струм, при якому лазерний діод починає генерувати лазерні коливання; (3) Робочий струм Iop, тобто струм керування, коли лазерний діод досягає номінальної вихідної потужності, цей параметр застосовується до конструкції та модуляції схеми приводу лазера; (4) ефективність нахилу; (5) Кут вертикальної розбіжності θ⊥; (6) Кут горизонтальної розбіжності θ∥; (7) Контролюйте струм I, тобто поточний розмір напівпровідникової лазерної мікросхеми при номінальній вихідній потужності.

3. Дослідження напівпровідникових лазерів на основі краєвого випромінювання GaAs та GaN
Напівпровідниковий лазер на основі напівпровідникового матеріалу GaAs є однією з найбільш зрілих напівпровідникових лазерних технологій. В даний час напівпровідникові лазери ближнього інфрачервоного діапазону (760-1060 нм) на основі GAAS широко використовуються в комерційних цілях. Як напівпровідниковий матеріал третього покоління після Si та GaAs, GaN широко зацікавлений у наукових дослідженнях і промисловості через його чудові фізичні та хімічні властивості. З розвитком оптоелектронних пристроїв на основі GAN і зусиллями дослідників світловипромінювальні діоди та лазери з краєвим випромінюванням на основі GAN були індустріалізовані.